ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изготовление обрезиненных валов из "Производство и применение резинотехнических изделий" Для удовлетворительной работы большинства обрезиненных валов решающее значение имеет адгезия между резиной и стержнем. Независимо от метода соединения стержень должен быть соответствующим образом подготовлен. Первый шаг подготовки сердечника — это обработка паром при температуре примерно 150 °С в течение нескольких часов, что необходимо для удаления антикоррозионных материалов, нанесенных на новые сердечники. Хотя стержни из легких металлов не защищают ингибитором коррозии, их поверхности немного более пористые, чем у стальных стержней, и должны также быть очищены паром. Глубокие канавки должны быть удалены механической обработкой перед обработкой паром это делается для того, чтобы избежать риска попадания воздуха между стержнем и резиновым покрытием, когда его наносят на стержень. В случае использованных металлических стержней, старое резиновое покрытие удаляют на токарном станке или, реже, выжигают. [c.366] После предварительной очистки стержни подвергают пескоструйной обработке для получения исходного состояния металлической поверхности, т. е. свободной от ржавчины и окалины, а также для увеличения площади поверхности для лучшего склеивания. Наконец, стержни очищают растворителем для удаления любых следов масла или жира. [c.366] На подготовленный стержень как можно быстрее наносят клей, чтобы избежать повторного окисления поверхностей. При изготовлении валов хорошее склеивание резины и металла достигается двумя методами использование веществ, обеспечивающих химическое связывание, и применение базового слоя эбонита (вулканизованной резины). [c.366] Иногда предпочтение отдают связывающей эбонитовой резиновой смеси, особенно когда валы имеют толстое резиновое покрытие и подвергаются значительным динамическим напряжениям. Сейчас небольшие и средние валы почти исключительно изготавливают с помощью веществ, осуществляющих химическое связывание. Эбонит обеспечивает очень высокую прочность отслаивания, и резиновое покрытие подвергается небольшой деформации, так как до четверти этого покрытия может состоять из эбонита, который деформируется слабо. При использовании эбонитовой склеивающей (связывающей) системы нельзя допускать перевулканизации покрытия мягкой резины (время отверждения эбонита значительно больше) и следует соблюдать осторожность, чтобы обеспечить оптимальную вулканизацию эбонита (поскольку при недостаточно высокой степени отверждения адгезия неудовлетворительна). Кроме того, в случае перевулканизации происходит выраженная миграция серы между эбонитом и мягкой резиной, ведущая к формированию тонкого слоя полуэбонита на границе между эбонитом и мягкой резиной. Такой по-луэбонит (полужесткая резина) обладает неудовлетворительными механическими свойствами и часто приводит к разрушению между двумя материалами. Дополнительное связывающее вещество обычно применяется для поглощения мигрирующей серы без ухудшения механических свойств, чтобы избежать такого нарушения адгезии между эбонитом и слоями мягкой резины. [c.367] Вещества, осуществляющие химическое связывание, наносятся равномерно в виде тонкой пленки, обычно кистью. Формирование вала может быть начато сразу после высыхания связывающего вещества. Для облегчения сборки иногда наносят один или два дополнительных покрытия специально подготовленного раствора для соединения узлов, поскольку большинство химически связывающих веществ не обладают собственной клейкостью. [c.367] В эбонитовой связывающей системе стержень покрывают двумя или тремя слоями раствора эбонита, причем каждому слою дают высохнуть перед нанесением следующего. После этого наносят слой эбонита примерно 1 мм толщиной. [c.367] С ростом автоматизации ручную сборку заменило использование трехвалковых машин и специальных машин для наращивания. Трехвалковые машины снабжаются приводом с регулируемой скоростью, что особенно облегчает прекращение обертывания. Валы таких машин обычно имеют резиновую оболочку (рис. 19.1). [c.368] Чтобы гарантировать удовлетворительное наматывание, нажимной валок обычно имеет несколько более мягкое покрытие в большинстве случаев давление регулируется гидравлически. Такие машины обеспечивают хорошую производительность, особенно для покрытия небольших легких валов длиной до 2 м. Конструкция таких машин оказалась непригодной для наращивания тяжелых валов. [c.369] В другой машине, использующей каландрованный лист, стержень помещают между неподвижными центрами или между неподвижным центром и кулачковым патроном. Система привода имеет регулируемую скорость и обычно вал вращается непрерывно и очень медленно, при этом каландрование стабилизируется давлением воздуха или гладкими вальцами. В одном из усовершенствованных вариантов этого процесса вал остается неподвижным, а лист разглаживается и поворачивается только тогда, когда направление гладких вальцев меняется. Эта система особенно хорошо подходит для изготовления больших валов машины соединены к нагреваемым столом, который подогревает лист, тем самым улучшая клейкость. [c.369] Дублирование экструдированного листа происходит в некоторых отношениях лучше, чем каландрованного, поскольку в листе, выходящем из экструдера, отсутствуют пузыри. Такие листы без пузырей можно использовать значительно более толстыми (обычно в диапазоне 4-8 мм), что уменьшает время наращивания. Кроме того, горячий лист используется непосредствепчо в операции дублирования. Стержень вращается так, что скорость его поверхности всегда близка к скорости экструдата, который прижимается к вращающемуся стержню регулируемым прижимным валком, расположенным вертикально над стержнем. Обычно используют 20-30-см экструдеры с головкой в виде рыбьего хвоста и матрицу с валковой головкой. Операция нанесения покрытия выполняется весьма быстро, но может применяться только для относительно коротких валиков из-за ограничений машины. [c.369] В относительно новом методе покрытия стержней экструдированным профилем слой помещается под углом к стержню. Ширина экструдированной полосы больше, чем толщина покрытия, и лишь один проход необходим для покрытия вала средней толщины. Границы слоев не являются концентрическими с металлическим стержнем, поскольку они в традиционно покрытых валах — каландрованные или экструдированные. Наиболее важный результат применения этого метода заключается в том, что не возникает дифференциального давления, когда вал растягивается в зазоре или набухает под действием химических веществ, как в традиционно дублированных валах, где встречаются пузыри или отделение слоев. Наоборот, вал действует как монолитный кусок резины, исключая такие проблемы. [c.369] Независимо от применяемого метода сборки, размеры наращиваемого покрытия делают с учетом последующего шлифования несколько больше конечных. Кроме того, толщина в середине (где начинается обертывание), а также покрытие на концах делается на несколько сантиметров больше, чтобы компенсировать течение резины во время обертывания. [c.370] Наконец, материал, выступающий на концах вала, отрезают по размеру и при необходимости боковые поверхности валов также покрывают. Для предотвращения стекания смеси на концах вала на них обычно устанавливают препятствующие этому диски. [c.370] Собранный вал затем обертывают в токарном станке или сборочной машине для предотвращения обвисания и пористости. Оберточный материал наматывается как можно туже от центра к одному из концов, назад к другому концу, а затем снова к центру. Для обеспечения необходимого давления для первого обертывания используется узкая полоса ткани (-25 мм в ширину). Затем выполняется еще несколько как можно более тугих обертываний широкой лентой. [c.370] Наиболее широко для лент применяется хлопчатобумажная ткань. Давление, которое оказывает хлопчатобумажная лента на оболочку вала, можно увеличить, смачивая ленту и наматывая ее во влажном состоянии, чтобы воспользоваться стягиванием (усадкой), происходяшим при высыхании ленты. Сейчас популярны нейлон и полиэстер, поскольку их можно использовать много раз. [c.371] Оболочки валов обычно вулканизуют открытым способом в горизонтальных автоклавах, причем в качестве вулканизующей среды используют пар, горячий воздух, сочетание пара и горячего воздуха или воды. За исключением небольших валов, которые должны выпускаться в больших количествах, вулканизация в пресс-формах обычно не целесообразна по трем причинам неэкономично готовить пресс-формы для производства небольшого объема наличие внутри металлического стержня, обладающего большой теплоемкостью, сильно осложняет вулканизацию резины за короткое время поскольку резиновый слой толстый, желательно проводить медленную вулканизацию. [c.371] Насыщенный пар в основном используется в вулканизационных автоклавах с непосредственным нагревом из-за простоты операции. Теплоотдача насыщенного водяного пара по сравнению с теплоотдачей других газовых сред наилучшим образом подходит для процесса вулканизации. Паровая вулканизация обеспечивает необходимую однородность температуры при значительно более коротких временах вулканизации. Однако влияние давления пара на температуру и наоборот иногда воспринимается как значительный недостаток паровой вулканизации. Особенно это касается больших валов, которые должны вулканизоваться как можно при более низкой температуре для предотвращения перевулканизации. Давление, соответствующее температуре, может быть не достаточно высоким, чтобы надежно предотвратить пористость. Вулканизация паром с воздухом, которая сочетает преимущества вулканизации паром и горячим воздухом, используется для больших валов. Наряду с эффективной теплоотдачей, которую обеспечивает пар, введение дополнительного воздуха позволяет поднять давление по желанию независимо от температуры, что возможно при вулканизации горячим воздухом. [c.371] Вулканизация только горячим воздухом, однако, обладает недостатком — тепло-переносом, вызывающим окисление верхних слоев резиновой оболочки. Высокое содержание кислорода в больших автоклавах, использующих сжатый воздух, вызывает окисление, особенно когда покрытия валов основаны на натуральном каучуке и вулканизуются в течение длительного времени при относительно низкой температуре (т. е. когда скорость окисления может превышать скорость вулканизации). Обычно внутреннее давление 8-10 атм достаточно для получения непористых вулканизатов. При паровоздушной вулканизации происходит значительно меньшее окисление, поскольку доля кислорода в атмосфере автоклава меньше, чем при вулканизации только в горячем воздухе. Недостатком паровоздушной вулканизации является сильная коррозия оборудования. [c.371] Вулканизация в горячей воде применяется только когда желательно сочетание низких температур вулканизации и высокого давления, как, например, в производстве толстых эбонитовых внутренних облицовок. При вулканизации в горячей воде процесс обертывания может быть исключен, и преждевременное окисление, вызванное кислородом, практически не происходит. Основной недостаток нового метода в том, что его использование требует очень много места, к тому же из-за низких температур вулканизации для нее требуется очень длительное время. [c.372] Время и температуру вулканизации определяют следующие факторы тип резины толщина покрытия используемая система связывания размер и состояние стержня — особенно важно, является ли он сплошным или полым. [c.372] Вернуться к основной статье